Froude-ov broj (R) objasnjen dijagramom sa pratecim skicama ("brzina korita")

[Nidza]

Meni licno se ovakav prikaz najvise dopada jer najvise doprinosi lakom razumevanju pa rekoh da okacim, a mozda i ove dosadne nauticke teme jos nekom budu interesantne. Objasnjenje je u samim slikama.

[Zoran T]

Generalno i uopsteno tacno...froudeov broj je u stvari jedan bezdimenzionalni koeficijent (nema mere ni dimenzije)...obicno se oznacava sa skracenicom"Fn"...pise se u vrednostima 0.1 pa do 1.5 i vise...korist se kod formiranja (projektovanja) korita prilikom dimenzionisanja odnosa snaga-brzina i duzina na Vl a vodis racuna da nisi u zoni od 0.4-1.2 u narodu poznate kao "oranje vode" (na dijagramu napisano od 4-12)...kad imas gotov brod manje vise sve jedno ti je koliki je "Fn" jer sa svakim povecanjem ili smanjenjem brzine menja se i vrednost "Fn" ... 

[Zoran T]

Final calculations of resistance
+-------+-------+-------+---------+---------+-----------+---------+---------+---------+
| Speed | Speed | Speed |   R_f   |   R_r   |    R_T    |  Power  | Cp opt. | LCB opt |
|  [kn] | [m/s] |  [Fn] |   [N]   |   [N]   |    [N]    |   [kW]  |   [-]   |   [%]   |
+-------+-------+-------+---------+---------+-----------+---------+---------+---------+
|  1.00 |  0.51 | 0.064 |     5.7 |     2.3 |       8.0 |    0.00 |   0.000 |   0.000 |
|  2.00 |  1.03 | 0.128 |    20.0 |     4.7 |      24.7 |    0.03 |   0.000 |   0.000 |
|  3.00 |  1.54 | 0.192 |    41.8 |    16.8 |      58.6 |    0.09 |   0.000 |   0.000 |
|  4.00 |  2.06 | 0.256 |    70.6 |    50.4 |     121.0 |    0.25 |   0.000 |   0.000 |
|  5.00 |  2.57 | 0.320 |   106.1 |   115.6 |     221.7 |    0.57 |   0.000 |   0.000 |
|  6.00 |  3.09 | 0.384 |   148.1 |   261.9 |     410.0 |    1.27 |   0.000 |   0.000 |
|  7.00 |  3.60 | 0.448 |   196.3 |   718.6 |     915.0 |    3.29 |   0.000 |   0.000 |
|



eto u prilogu kako to izgleda...speed Fn je froude-ov broj a speed Kn brzina kretanja u cvorovima...kako Fn dolazi i prelazi granicu 0.4-0.45 koja je teoretska brzina ovog korita na Vl tako drasticno raste i otpor (Rt) i potrebna efektivna snaga (Kw)...

[Zoran T]

Graficki tabela odozgo...

[Nidza]

Hvala Zorane, sad je tema kompletna iz oba ugla i sve na jednom mestu (bez odlaska preterano u matematiku i formule).

Na dijagramu otpornosti koji si prikazao se lepo vidi "grba" tj. "zona velikog otpora" ili "oranje vode" (na engleskom "hump"). Taj dijagram jasnije opravdava izbegavanje plovidbe u tom rezimu. Naravno, pri dizajnu ti formiras oblik korita da dobijes zeljeni Fn i to je vec "umetnost" brodograditelja.

Posto ja nisam dizajner, meni kao "malom" nauticaru to moze da posluzi da shodno izmerenoj brzini kretanja i poznatoj duzini korita na vodenoj liniji camca sa kojim plovim proverim da li koristiim camac u optimalnom rezimu plovidbe tj. da nisam u zoni u kojoj je najveci otpor (R u opegu 4-12 tj. Fn u opsegu 0.4 - 1.2), dakle izracunam za moj slucaj R (ili Fn uz malo drugaciji proracun) i vidim gde se nalazim na dijagramu. Dakle za deplasmanca zelim da plovim do brzine za koju je R=4 (mozda cak i 3-3.5), a za gliser u zoni gde je R>12. Sa polueplasmancem je sad siva zona, ali ni ta korita nisu bas srecna u zoni gde je R izmedju 4 i 7, a sto sam imao prilike i prakticno da proverim, ali samo na jednom uzorku (laicki, recimo da se moze smatrati da konkretni poludeplasmanac predje u glierski rezim pri R=7).

Tako ja vidim koristan nacin da na osnovu broja R (koji se, naravno, menja zavisno od brzine kretanja) odredim efikasne rezime koriscenja vec napravljenog korita.

Naravno, ovo moze ukoliko korito nije specijalnog dizajna (katamarani, SRD korita, ...) jer onda ne vazi ovako generalizovan pristup.

[Terca]

e bravo obojici!
ovo sam objašnjavao bar kvadrilion puta, najčešće bez uspeha, a ovako nacrtano bi i slepcu trebalo da je jasno.

[Dora]

Morao sam :)


Shvatio sam funciju saznanja tog broja, još da poradim na proračunu :)

[Zoran T]

konkretno ono je "racun"camca sto pravim od virtuale do reale 2...elem da ne bude zabune...froudeov broj je odnos duzine Vl i brzine kretanja...na primer jedrilica duzine 7m na "Vl" ima isti "Fn" kao i korio ravnog tabana koji je na "Vl" iste duzine i moraju naravno da se krecu istom brzinom... zbog oblika korita i manjeg otpora jedrilica ce da trosi tri ili cetri puta manje efektivne konjske snage za isti Fn...
       naravno "mali nauticari"vrlo jednostavno to mogu da koriste ne bi li odredili neku optimalnu brzinu i potrosnju goriva sa teoretskom brzinom korita (recimo kao Bakara sa Albinom Fn mu je oko 3-3.5) mada to odma vide po potrosnji motora...
        gliseri su druga prica kod njih dosta igra recimo i "Rejnoldsov broj" ali preko "Fn" mozes da vidis kad ce da krene u izglisiravanje(Fn 0.45+) i kad ce i dal ce da izglisira(Fn 1.2+)...ako nece dodas jos min 20-30%+ks i to je to...
         poludeplasmanci su po meni losi deplasmanci i jos losiji gliseri ali zbog oblika korita mogu malo brze da plove deplasmanski i mogu da izglisiraju...i za jedno i za drugo im je potrebno nesto vise ks nego prethodnim...od virtuale do reale 4 je cist poludeplasmanac sa yamahom 9.9ks 2t i oko 1400kg ide s lakocom 15 km/h al yami gutne i 5.5-6 l/h...kad si na teoretskoj brzini Fn manje od 0.4 ide 10-11kmh a yami troska 2.5-3l/h...mozda bi izglisirao s nekih 50-75ks ali mu to ipak nije namena... ...cisto da zbunim Doru

[Dora]

Nemojte više ko boga vas molim :) Tako sam lepo sve znao o kolima a sad tenkre reši da uči o čamcima.. Glava me više boli od toga šta je plasman a šta deplasman, koji plovi brže, treba mi manji ali ide sporo.. Nikad ne bih rekao da je to bitno i moguće
Uglavnom ovo je korisna tema, našao sam dosta kalkulatora na ovu temu po netu a negde spomnju "acceleration of gravity" znam šta je to u padobranstvu i automobilima a ne znam baš u brodarenju šta je to. Obzirom da ne pada a brzina je minorna, nema G sile :)

[LSI]

А јел могу ја да додам нешто?
Не бојте се, нећу ништа стручно - то је за мене шпанско село, чак и кад гледам у дијаграм и читам сва та објашњења.


Ево мог доприноса теми:

Име научника који је развио ову теорију је Вилијамс Фруд, па је отуд и назив овог коефицијента: Фрудов број.

Ето, нек се зна и то...

[Dora]

E nek' si im rek'o

[Nidza]

...elem da ne bude zabune...froudeov broj je odnos duzine Vl i brzine kretanja...na primer jedrilica duzine 7m na "Vl" ima isti "Fn" kao i korio ravnog tabana koji je na "Vl" iste duzine i moraju naravno da se krecu istom brzinom... zbog oblika korita i manjeg otpora jedrilica ce da trosi tri ili cetri puta manje efektivne konjske snage za isti Fn...

Upravo da ne bude zabune, tacno je da ce trebati manje snage/goriva jedrilici zbog manjeg otpora korita, ali i jednom i drugom ce biti isto "ponasanje potrosnje goriva" u odnosu na broj R. Dakle, i jedan i drugi ce znacajno manje trositi goriva ispod R=4, a daleko vise u zoni gde je R izmedju 4 i 7 (iako je to npr kod jedrilice razlika izmedju 2 L/h i 4 L/h, a kod motornog izmedju 4 L/h i 8 L/h). Zato je univerzalno za oba slucaja. Znam da ti Zorane razumes, ali da se neko ko sutra bude citao ne zbuni.

poludeplasmanci su po meni losi deplasmanci i jos losiji gliseri ali zbog oblika korita mogu malo brze da plove deplasmanski i mogu da izglisiraju...i za jedno i za drugo im je potrebno nesto vise ks nego prethodnim....od virtuale do reale 4 je cist poludeplasmanac sa yamahom 9.9ks 2t i oko 1400kg ide s lakocom 15 km/h al yami gutne i 5.5-6 l/h...kad si na teoretskoj brzini Fn manje od 0.4 ide 10-11kmh a yami troska 2.5-3l/h...mozda bi izglisirao s nekih 50-75ks ali mu to ipak nije namena...

Slazem se, ipak ta mogucnost da ide malo brze deplasmanski moze biti lepa razlika na duzem putovanju u smislu vremena stizanja (pogotovo uzvodno), a gorivo kao gorivo kosta, ali to racuna samo onaj ko ne racuna ostale troskove camca. Glisiranje je besmisleno u svakom slucaju i po svakom kriterijumu. Godisnje gledano, vecina vozaca potrosi vise goriva na svoje automobile nego nauticari medju nama koji dosta plove. Kako ja vreme smatram najskupljim, smatram to lepim kompromisom kod poludeplasmanca.

...konkretno ono je "racun"camca sto pravim od virtuale do reale 2...od virtuale do reale 4 je cist poludeplasmanac

Svaka cast tebi na prakticnoj brodogradnji!!!

Sto se Dora-e tice, isto je kao sa dramama, samo ih imas 12 umesto 100 pa preracunaj 

[Zoran T]

Upravo da ne bude zabune, tacno je da ce trebati manje snage/goriva jedrilici zbog manjeg otpora korita, ali i jednom i drugom ce biti isto "ponasanje potrosnje goriva" u odnosu na broj R. Dakle, i jedan i drugi ce znacajno manje trositi goriva ispod R=4, a daleko vise u zoni gde je R izmedju 4 i 7 (iako je to npr kod jedrilice razlika izmedju 2 L/h i 4 L/h, a kod motornog izmedju 4 L/h i 8 L/h). Zato je univerzalno za oba slucaja.
        upravo tako...

[Zakeralo]

Evo da i ja dodam nesto,

Ovo sto je na slikama oznaceno kao R je odnos brzine i korena duzine. Frudov broj ukljucuje i konstantu gravitacije u narodu poznatije kao G. U principu su isti ali cisto da se ne mesa.

Sto se tice grbe ona postoji samo kod gliserskih i poludeplasmanskih formi. Kod deplasmanca grba ne postoji vec kriva raste u nedogled. Ja to zovem "zid". Toliko je strma da sa nenormalnim povecanjem dobijate brzinu od 0.1kn ili slicno. Recimo za brod od 19m da bi isli 10kn treba oko 750ks a da bi isli 11kn treba 1500ks. Ovo je primer iz stvarnosti sa jednog projekta na kome sam radio.

Ima tu jos dosta toga ali da ne davim.

Pozzz

[Nidza]

Hvala Zakeralo na dodatim informacijama za oblik krive otpora za deplasmanska korita.

Iako nismo pricali o "zidu", indirektno smo bar pokrili slucaj drasticnog povecanja snage jer smo pomenuli drasticno povecanje potrosnje goriva, a potrosnja goriva direktno pokazuje ulozenu snagu (kod starijih dizel motora je npr oko 180 grama/satu odnosno 0.216 litara/satu utrosak goriva pri ulaganju snage od jedne konjske snage, odnosno, deljenjem ukupne izmerene potrosnje goriva u litrama po satu sa 0.216 dobijemo snagu koju motor ulaze izrazenu u konjskim snagama). Jedino sto od konja ne mozemo pobeci, drazi su nam od kilovata  .

U slucaju sa koritom od 19m, veoma je ocito prikazana neefikasnost koriscenja korita preko R=4.5 (750ks za R=4.24; 1500ks za R=4.67). Ako samo pretpostavimo da su stariji dizel motori u pitanju, razlika u potrosnji goriva izmedju ta dva slucaja je 162 litre/sat i 324 litre/sat.

Mene ne davis, znam da vise ne znam nego sto znam, a isto tako znam da mi je jedan poznavalac materije samo na konto proracuna "Burrill"-ovog dijagrama kavitacije i jedne recenice objasnjenja momentalno pomogao da shvatim gde da trazim odredjeni problem i kasnije ga resim. Na zalost, nisam imao vremena da se detaljno udubim u Burril-ov dijagram koji nije tako trivijalan, a taj dijagram je samo jedan u moru te nauke.